纳米碳化硅/硅纳米孔柱阵列湿敏性能研究

作     者：王海燕 陈红彦 胡青飞 孟晓波 韩昌报 李新建 WANG Haiyan;CHEN Hongyan;HU Qingfei;MENG Xiaobo;HAN Changbao;LI Xinjian

作者机构：郑州大学物理工程学院材料物理实验室郑州450052 郑州轻工业学院技术物理系郑州450002 

出 版 物：《传感技术学报》 (Chinese Journal of Sensors and Actuators)

年 卷 期：2011年第24卷第5期

页      面：638-641页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11074224) 河南省重大科技攻关项目(082101510007) 

主　　题：湿度传感器 SiC/硅纳米孔柱阵列 化学气相沉积 

摘      要：以硅纳米孔阵列(S i-NPA)为衬底,采用化学气相沉积法分别制备了S iC纳米颗粒/S i-NPA(nc-S iC/S i-NPA)和S iC纳米线/S i-NPA(nw-S iC/S i-NPA)复合体系,并对其表面成分和形貌、室温湿敏性能进行了表征。实验结果表明,nc-S iC/S i-NPA和nw-S iC/S i-NPA均对水蒸气表现出灵敏的电容响应。当环境相对湿度从11%增加到95%,在100 Hz的测试频率下nc-S iC/S i-NPA的电容增加了750%,而nw-S iC/S i-NPA的电容增加了1050%。通过升湿和降湿动态过程,测得nc-S iC/S i-NPA的响应和恢复时间均为10 s,nw-S iC/S i-NPA的响应和恢复时间分别为100 s和150 s。分析表明,nc-S iC/S i-NPA、nw-S iC/S i-NPA对湿度的高度敏感性主要源于nc-S iC、nw-S iC所引起感应面积的巨大增加,而其较短的响应和恢复时间则归因于阵列结构为水蒸气提供了有效的传输通道。